JPH10223048A - 高周波用誘電材料 - Google Patents

高周波用誘電材料

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JPH10223048A
JPH10223048A JP2260097A JP2260097A JPH10223048A JP H10223048 A JPH10223048 A JP H10223048A JP 2260097 A JP2260097 A JP 2260097A JP 2260097 A JP2260097 A JP 2260097A JP H10223048 A JPH10223048 A JP H10223048A
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JP
Japan
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high frequency
dielectric
dielectric material
frequency
carbon fluoride
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JP2260097A
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English (en)
Inventor
Fumihiko Yamaguchi
史彦 山口
Toshihiro Isogai
智弘 磯貝
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/034Organic insulating material consisting of one material containing halogen

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電特性、加工性に加え耐湿性、誘電特性の経
時安定性に優れた高周波用誘電材料、および高周波用配
線板材料、小型高性能な通信装置を提供する。 【解決手段】フッ化カーボンを含有することを特徴とす
る高周波用誘電材料;及び該高周波用誘電材料を使用し
た高周波用配線板材料及び通信装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ化カーボンを
含有することを特徴とする高周波用誘電材料に関する。
また、該誘電材料を用いた高周波特性用配線板材料およ
び通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波用誘電材料に対する要求は、マル
チメディア時代への突入とともに多種多様化している。
一般に、高周波用配線板材料としては、低い誘電率の材
料が求められるが、一方で、PHS(簡易携帯電話シス
テム)、GPS(移動体衛星通信測位システム)の利用
開始等に伴い、装置のより小型高性能化のため、高誘電
率、低誘電損失の誘電材料が強く求められている。
【0003】マイクロ波用基盤、回路素子の大きさは、
使用電磁波の波長が基準となる。一般に、誘電体中を伝
播する電磁波の波長は、誘電体の比誘電率が高いほど短
くなる。したがって、高誘電率かつ低誘電損失の誘電材
料を配線板材料、アンテナ素子に使用すればこれらを小
型高性能化でき、装置設計の自由度が高くなる。
【0004】このため、高周波領域で高い誘電率を有す
るアルミナ、酸化チタンのような金属酸化物系セラミク
ス製の配線板やこれらのセラミクス粉末状充填剤を低誘
電損失の合成樹脂と複合化した高周波配線板材料が検討
されている。
【0005】しかしながら、金属酸化物系セラミクス製
の高周波配線板材料は高価であるだけでなく加工性が乏
しく、部品を装着するための穴あけ加工等に特殊な工
具、技術を必要とするという問題点がある。また、金属
酸化物系セラミクス等の充填剤を合成樹脂に添加した高
周波配線板材料の場合、これらの充填剤が高表面エネル
ギー性の材料であるため、配線板材料が吸湿性となる問
題があった。配線板材料が僅かでも吸湿した場合、大幅
に誘電損失が大きくなり、伝送損失が大きくなったり、
配線板材料が発熱するため、耐湿処理が行われることが
あるが、該耐湿処理は誘電特性の経時変化の原因となる
問題点があった。
【0006】したがって、高周波用配線板材料として誘
電特性、加工性に加え耐湿性、誘電特性の経時安定性に
優れた材料が強く求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、誘電
特性、加工性に加え耐湿性、誘電特性の経時安定性に優
れた高周波用誘電材料、および高周波用配線板材料を提
供することにある。
【0008】本発明の目的は、さらに、該高周波用誘電
材料および高周波用配線板材料を使用することにより小
型高性能な通信装置を与えることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の項1〜
項3を提供するものである。
【0010】項1. フッ化カーボンを含有することを
特徴とする高周波用誘電材料。
【0011】項2. 項1記載の高周波用誘電材料を使
用した高周波用配線板材料。
【0012】項3. 項1記載の高周波用誘電材料を使
用した通信装置。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の高周波とは、波長では1
m〜1cm、周波数では約300MHz〜30GHzの
極超短波およびマイクロ波領域の電磁波を指す。
【0014】本発明の高周波用誘電材料は、フッ化カー
ボンを含有する点に特徴があり、フッ化カーボンに加え
てさらに樹脂およびゴムからなる群から選ばれた少なく
とも1種を含む組成物を含有してもよい。該誘電材料に
は、樹脂およびゴムからなる群から選ばれた少なくとも
1種とともに、あるいは樹脂およびゴムからなる群から
選ばれた少なくとも1種に代えてガラス繊維等の無機繊
維基材、界面活性剤などを配合してもよい。樹脂および
/またはゴムを含む場合、樹脂およびゴムからなる群か
ら選ばれた少なくとも1種100重量部に対し、フッ化
カーボンは1〜100重量部用いられる。
【0015】本発明において、フッ化カーボンとは、炭
素とフッ素とから構成される無機高分子であり、カーボ
ンブラック、黒鉛、膨張化黒鉛、炭素繊維、石油コーク
ス、木炭、メソカーボンマイクロビーズ、フラーレン、
カーボンナノチューブ、グラフォン等の各種炭素材料を
任意の温度でフッ素ガスあるいはフッ素含有ガスと反応
させて得られる固体状のフッ化物であり、炭素原子とフ
ッ素原子の比F/Cが約1であるもののみに限定され
ず、F/Cが1.5〜0.001程度、好ましくは1.
2〜0.001の範囲のものを含む。
【0016】本発明で用いることのできる樹脂またはゴ
ムとしては、各種の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または
ゴムが挙げられるが、加工性、耐湿性、誘電特性の経時
安定性に優れた材料が特に好ましい。例えば該樹脂とし
ては各種フッ素樹脂、BTレジン、熱硬化性PPO、変
性エポキシ系樹脂、熱可塑性ポリエステル、ポリエーテ
ルイミド等が挙げられるがこれに限定されるものではな
い。また、これらの樹脂は、単独でまたはポリマーブレ
ンドとして用いることができる。ゴムとしては、フッ素
ゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタ
ジエンゴム、イソプレンゴム、EPDM、NBR、クロ
ロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、水素化ニト
リルゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、プ
ロピレンオキサイドゴム、エチレンアクリルゴム、ノル
ボルネンゴムが挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
【0017】本発明の高周波用誘電材料を得るための複
合化の方法については、特に限定するものではないが、
例えば次のようにして行うことができる。
【0018】フッ化カーボンを水と界面活性剤で分散し
たディスパージョンを樹脂のディスパージョンに加え、
均一に混合した混合液にガラス繊維のような無機繊維基
材を含浸、乾燥し、これを数枚重ね合わせ、加熱下で圧
縮成形することによって、板状の高周波用誘電材料を得
ることができる。
【0019】また、フッ化カーボンと樹脂を加熱下に混
練することによって得られたコンパウンドを適宜成形す
ることによって各種形状の高周波用誘電材料を得ること
ができる。
【0020】フッ化カーボンと任意成分である樹脂、ゴ
ム、界面活性剤、無機繊維基材は、本発明の高周波用誘
電材料の特性を損なわない程度の量加えることができ、
その量は、当業者であれば容易に決定できる。
【0021】本発明の高周波用誘電材料は、高周波用配
線板材料として有効に利用できるだけでなく、高周波用
回路素子、高周波用アンテナ素子、誘電体レンズアンテ
ナ用材料としても有効に利用できる。
【0022】本発明の高周波用配線板材料を得るための
複合化の方法については、特に限定するものではない
が、例えば次のようにして行うことができる。
【0023】具体的には、フッ化カーボンを水と界面活
性剤で分散したディスパージョンを樹脂のディスパージ
ョンに加え、均一に混合した混合液にガラス繊維のよう
な無機繊維基材を含浸、乾燥し、これを数枚重ね合わ
せ、さらにその両面または片面に銅箔やアルミ箔等の金
属箔を配置し、加熱下で圧縮成形することによって、高
周波用配線板材料を得ることができる。
【0024】フッ化カーボンと任意成分である樹脂、ゴ
ム、界面活性剤、無機繊維基材、金属箔は、本発明の高
周波用配線板材料の特性を損なわない程度の量使用する
ことができ、その量は、当業者であれば容易に決定でき
る。
【0025】本発明の通信装置は、前記高周波を利用す
る、衛星放送、衛星通信、移動体衛星通信、HDTV、
PHS、GPS、携帯電話、自動車電話などを指す。
【0026】
【実施例】以下に、本発明を具体的な実施例及び比較例
に基づいて説明する。
【0027】(実施例1)ケッチェンブラックEC(ケ
ッチェンブラックインターナショナル社製)200gを
モネル製反応器に仕込み、窒素で10%に希釈したフッ
素ガスを毎分3リットル流通させ、400℃で13時間
フッ素化した。得られたフッ化カーボンは白色を呈し、
元素分析により求めた炭素原子とフッ素原子の比F/C
は1.03であった。このフッ化カーボンを70g、ノ
ニオンHS−208の20%水溶液を210gおよび水
70gを直径150mmのボールミルに仕込み、48時
間回転させてフッ化カーボンのディスパージョンを得
た。これを四フッ化エチレン樹脂(ダイキン工業株式会
社製;D−2)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレ
ン共重合体(ダイキン工業株式会社製;ND−1)を重
量比で4:1に混合したディスパージョンにフッ素樹脂
分に対しフッ化カーボンが30%になるように、配合
し、含浸用ワニスを作製した。この含浸用ワニスをよく
撹拌して均一な分散体とし、平織りガラスクロスに含浸
させ、80℃で20分予備乾燥した後、370℃で20
分間焼成した。これを4枚重ね、さらにその上下を厚み
18μmの銅箔で挟んで、300℃、30kg/cm2
で60分間加圧成形し、両面銅張り積層板を作製した。
【0028】(比較例1)実施例1において、フッ化カ
ーボンの代わりに酸化チタンを用いた以外は、実施例1
と同様にして積層板を作製した。
【0029】(試験例1)上記実施例、比較例で得られ
た各両面銅張り積層板について135℃、3気圧の水蒸
気圧のもとで2時間の吸湿処理を行った。処理の前後
で、周波数1kHz、3GHzにおける比誘電率と誘電
損失を各々表1に示した。
【0030】
【表1】 比誘電率 誘電損失 1kHz 3GHz 1kHz 3GHz 実施例1 吸湿処理前 8.91 8.89 0.19 0.21 吸湿処理後 8.91 8.84 0.20 0.22 比較例1 吸湿処理前 7.84 7.70 0.22 0.25 吸湿処理後 7.88 7.74 0.28 0.35 表1より、実施例1の積層板は、比較例1の積層板より
も、周波数1kHz、3GHzにおける比誘電率は大き
く、しかも周波数による変化は小さく、誘電損失も小さ
かった。これは、実施例1の積層板は比較例1の積層板
よりも高周波用誘電材料として、また、高周波用配線板
材料として優れた特性を有することを示している。
【0031】さらに、吸湿試験の前後における比誘電率
と誘電損失の変化は小さく、誘電特性の環境依存性、経
時変化が少ないという優れた特性を有することを示して
いる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、高周波において高誘電
率かつ低誘電損失であり、さらに、加工性に加え耐湿
性、誘電特性の経時安定性に優れた高周波用誘電材料、
および高周波用配線板材料を提供することができる。
【0033】本発明によれば、さらに、この高周波用誘
電材料および高周波用配線板材料を使用することにより
小型高性能な通信装置を与えることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ化カーボンを含有することを特徴とす
    る高周波用誘電材料。
  2. 【請求項2】請求項1記載の高周波用誘電材料を使用し
    た高周波用配線板材料。
  3. 【請求項3】請求項1記載の高周波用誘電材料を使用し
    た通信装置。
JP2260097A 1997-02-05 1997-02-05 高周波用誘電材料 Pending JPH10223048A (ja)

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